防风雨通风减压装置及防风伞具

1.本发明涉及一种防风伞，具体地说是一种防风雨通风减压装置及防风伞具。


背景技术：

2.在地表通常风向为近似平行于地面的侧向风，各种常规设计的户外用伞具、帐篷或遮阳棚（以下统称为伞具）由于本身上部弧形突起的结构，在侧风吹向其时会产生伯努利效应，即其顶面下部压强大于上部而产生一个向上的压力差，当伞具本身的结构承受不了这个压力时会导致伞面向上翻起，进而可能导致伞骨折断等结构性损坏，遮阳棚篷布或帐篷被吹掀，极端情况下甚至伞具会因为没有握紧或者底部紧固不够而被大风吹跑，造成一些不便甚至损失。
3.现有的一些防风雨的设计，多为通过加强伞骨等支撑结构、设置双层伞面、附加固定绳索等结构性改动，存在制作方法复杂、增加易损件等造成的使用成本较高、轻便性降低不便于收纳携带、加固方法的场地适应性较差、防风的同时未能较好的兼顾防雨等不足。很多设计仅考虑垂直于伞面上方的降雨，忽略了日常面对的侧风裹挟雨水的影响。
4.由于常规伞具的上部整体为近似的弧形凸起，撑起后的伞面相对某一风向可大致划分为1个迎风面，2个侧风面及1个背风面（见附图3伞面与风向相对位置俯视示意图）。一些在伞面设置具有遮雨盖的通风口的防风设计在伞面背风面具有较好的防雨能力，但是在伞面的的迎风面，通风口打开后正对来风，容易导致雨水进入，在侧风面通风口打开后其侧面正对来风，如果没有防护雨水会从侧面溅入或被风裹挟而入，从而导致防雨能力不足。
5.为防止雨水进入，一些设计在通风口上再设置二层伞面用于遮雨，但是二层伞面使工艺变得复杂，柔性设计的二层伞面也容易被风掀开从而导致通风口漏雨。一些设计在伞面上设置凸出的刚性材料排气装置，具有通风和一定的挡雨功效，但是存在制作工艺过于复杂且成本较高，刚性材料导致伞具不好收纳以及维护成本高等缺陷。一些柔性材料设计的通风口由于缺乏防止形变的设计，容易受到侧风压力而导致倒伏等形变，进而影响通风减压效果。


技术实现要素：

6.本发明的目的就是提供一种防风雨通风减压装置及防风伞具，以解决现有伞具防风雨性能差、结构复杂以及使用不便的问题。
7.本发明是这样实现的：一种防风雨通风减压装置，包括两个侧面，在两个所述侧面的下侧边的前端之间设置有底面，在两个所述侧面的上侧边之间设有顶面，所述底面的后侧边、两个所述侧面的下侧边以及所述顶面的后侧边围成进气口，所述底面的前侧边、两个所述侧面的前侧边以及所述顶面的前侧边围成出气口，在所述底面的前端和所述顶面的前端设置有相互对应的磁扣，在所述顶面前侧边的两端分别连接有限位绳。
8.进一步地，在所述侧面上设有向内的折叠线，且所述折叠线从所述侧边的前端延伸至后端。
9.进一步地，所述侧面、底面以及顶面的材质都为柔性片材。
10.进一步地，所述侧面展平后为三角形。
11.进一步地，所述限位绳斜拉布置，所述限位绳的下端和所述底面所在平面连接，所述限位绳的上端和所述顶面前侧边的端部连接。
12.本发明还公开了一种防风伞具，包括伞面，在所述伞面的上表面设置有若干防风雨通风减压装置，所述防风雨通风减压装置，包括两个侧面，在两个所述侧面的下侧边的前端之间设置有底面，在两个所述侧面的上侧边之间设有顶面，所述底面的后侧边、两个所述侧面的下侧边以及所述顶面的后侧边围成进气口，所述底面的前侧边、两个所述侧面的前侧边以及所述顶面的前侧边围成出气口，在所述底面的前端和所述顶面的前端设置有相互对应的磁扣，在所述顶面前侧边的两端分别连接有限位绳；所述底面为所述伞面的一部分或与所述伞面重合，所述进气口为所述伞面上的开口。
13.进一步地，所述防风雨通风减压装置绕所述伞面的中心圆周均匀分布，所述防风雨通风减压装置的长度方向和所述伞面的半径方向一致，且所述出气口朝外布置。
14.进一步地，所述防风雨通风减压装置分布有两圈，外圈的防风雨通风减压装置与内圈的防风雨通风减压装置在圆周方向上交错布置。
15.进一步地，内圈的防风雨通风减压装置个数少于外圈的防风雨通风减压装置个数。
16.本发明的防风雨通风减压装置的进气口和伞面下侧连通，在无风条件下，顶面的磁扣与底面的磁扣吸附在一起，将出气口闭合，且两个侧面向内折叠，从而顶面和底面紧密贴合在一起，此时防风雨通风减压装置折叠贴合在伞面上，整个伞面的上表面没有明显的凸出物，基本保持平整状态，整体上保持了现有的成熟的伞具结构和外观。在有风状态下，伞面发生伯努利效应，伞面下侧的压强大于上侧的压强，伞面下侧的气体通过进气口进入防风雨通风减压装置，当风力较小时，顶面受到的压力不足以分开顶面的磁扣与底面的磁扣，则出气口保持部分打开状态，即磁扣保持相扣状态且磁扣两侧的排气口部分打开，以排放空气释放伞面下侧压力；当风力较大时，顶面受到足够大的向上的力后，将顶面的磁扣与底面的磁扣分开，气体能够从完全打开的出气口排出，从而最大限度地释放伞面下侧的压力，降低伞面上下两侧的压强差，防止伞面向上翻起，避免了伞具的损坏。限位绳能够防止出气口因为空气流量过大或受到来自侧方风力的影响或受到摆动等影响发生倒伏等形变，从而保证出气口的排气顺畅。
17.本发明的防风伞具在伞面上表面布置有上述的防风雨通风减压装置，通过防风雨通风减压装置释放伞面下侧的压力，防止伞面向上翻起，避免了伞具的损坏，且不影响现有伞具的伞骨结构。防风雨通风减压装置为可折叠结构，不影响伞具的正常收叠。
18.防风雨通风减压装置在伞面上均匀布置，防风雨通风减压装置的出气口沿伞面中心向外的半径方向朝向伞面的边缘，防风雨通风减压装置具有一个和同位置伞面一致的向下的倾角，因此雨水自上而下移动时不会进入防风雨通风减压装置。
19.因为在无风或风力较小条件下，防风雨通风减压装置的出气口保持关闭或部分打开状态，雨水不可能进入防风雨通风减压装置，因此以下对于伞具不同位置相对侧面来风的描述仅限于在风力较大时，伞面下侧的空气对防风雨通风减压装置顶面产生的压力足够大到将磁扣打开，使得防风雨通风减压装置的出气口保持完全打开状态的情形。
20.对于伞具的迎风面，防风雨通风减压装置的出气口保持完全打开时，由于防风雨通风减压装置出气口具有向下的倾角，出气口和进气口在伞面上相互错位，且从出气口排出的气体压力大于迎面来风的压力，因此迎面来风携带的雨水不会进入进气口。伞面下侧的空气通过出气口排出后，该局部区域由于释放压力会减轻或者消除伯努利效应产生的压力差，则伞面下侧的空气对防风雨通风减压装置顶面产生的压力可能会小于迎面来风对其产生的压力，此时出气口在压力作用下关闭，雨水也无法从出气口进入。
21.对于伞具的侧风面，防风雨通风减压装置出气口完全打开后，其侧面会受侧向风力影响，但限位绳能够固定出气口的打开位置和形状，防止位于侧风面的防风雨通风减压装置发生倒伏，保持出气口为打开状态，且侧向来风携带的雨水无法进入防风雨通风减压装置的出气口。
22.由于伞具的背风面，防风雨通风减压装置出气口完全打开后，防风雨通风减压装置的走向、出气口排气方向与风向一致，不会出现雨水从出气口进入或者影响防风雨通风减压装置稳定性的情况。
23.本发明结构简单，兼具防风雨功能，且不影响伞具现有的框架结构，不过多增加生产的复杂性及成本，不影响伞具的收纳和携带便利性。
附图说明
24.图1是本发明防风雨通风减压装置的结构示意图。
25.图2是本发明防风雨通风减压装置的出气口打开的示意图。
26.图3是伞面与侧向风相对位置的俯视示意图。
27.图4是本发明防风雨通风减压装置在伞面上的分布示意图。
28.图5是本发明侧风面的防风雨通风减压装置出气口打开的示意图。
29.图中：1、底面；2、侧面；3、顶面；4、进气口；5、出气口；6、磁扣；7、限位绳；8、折叠线；9、伞面；10、防风雨通风减压装置；11、伞骨；12、迎风面；13、侧风面；14、背风面；15、侧向风。
具体实施方式
30.如图1、图2所示，本发明的防风雨通风减压装置10包括两个侧面2，在两个侧面2之间设置有底面1，底面1位于侧面2的下侧边的前端，两个侧面2的上侧边之间通过顶面3连接。底面1的后侧边、两个侧面2的下侧边以及顶面3的后侧边围成进气口4，而底面1的前侧边、两个侧面2的前侧边以及顶面3的前侧边围成出气口5。并且在底面1的前端和顶面3的前端固定有相互对应的磁扣6，在顶面3前侧边的两端分别连接有限位绳7。
31.其中，在侧面2上设有向内的折叠线8，且折叠线8从侧边的前端延伸至后端。当顶面3不受来自下侧的压力或下侧的压力不足以顶起顶面3时，两个侧面2沿折叠线8折叠，收纳在顶面3和底面1之间，使伞面9上不会有明显的凸起。
32.磁扣6为弱磁磁扣，需要一定的力才能使两个吸附在一起的磁扣6分开。当出气口5只受到前方迎面风或来自进气口4的压力不足以顶开顶面3使两个磁扣6分开时，出气口5保持闭合状态。
33.侧面2、底面1以及顶面3的材质都为柔性片材。防风雨通风减压装置10的材质可以和其所在的伞具的材质一致，一般为防水布料。
34.侧面2展平后为三角形，三角形的两个长边分别为下侧边和上侧边，短边为前侧边。折叠线8与下侧边和上侧边之间夹角的角平分线重合，侧面2在沿折叠线8折叠时上下两部分对称折叠在一起。
35.限位绳7为斜拉布置，限位绳7的下端和底面1所在平面连接，限位绳7的上端和顶面3的侧边连接，两个限位绳7左右同时作用于顶面3的前端的两侧，从而限制出气口5打开后的形状和位置。当进气口4下侧的空气压力过大时，由两侧的限位绳7拉住顶面3前端的两侧防止顶面3继续向上移动导致两个侧面2向中间靠拢，从而防止出气口5变形变小影响空气排出。当风向与侧面2垂直时，在限位绳7的牵拉作用下，张开的出气口5不会发生倒伏或变形，从而保证出气口5排气的通畅。
36.本发明的防风雨通风减压装置10用于释放其所在伞面下侧的气体压力，且能够防止侧向风15携带雨水进入出气口5。
37.在无风条件下，顶面3的磁扣6与底面1的磁扣6吸附在一起，将出气口5完全闭合，雨水无法从出气口5进入防风雨通风减压装置10，且两个侧面2向内折叠，从而顶面3和底面1紧密贴合在一起，此时防风雨通风减压装置10折叠贴合在伞面9上，整个伞面9的上表面没有明显的凸出物，基本保持平整状态，整体上保持了现有的成熟的伞具结构和外观。
38.在侧向风15较小时，防风雨通风减压装置10所在伞面形成伯努利效应，进气口4下侧的压强大于上侧的压强，进气口4下侧的气体通过进气口4进入防风雨通风减压装置10，顶面3受到向上的力后，不足以将顶面3的磁扣6与底面1的磁扣6分开，则顶面3的磁扣6与底面1的磁扣6吸附在一起，磁扣两侧的出气口部分打开排出伞面下侧气体以释放压力。
39.当侧向风15较大时，防风雨通风减压装置10所在伞面形成伯努利效应，进气口4下侧的压强大于上侧的压强，进气口4下侧的气体通过进气口4进入防风雨通风减压装置10，顶面3受到足够大的向上的力后，将顶面3的磁扣6与底面1的磁扣6分开，气体能够从完全打开的出气口5排出，从而最大限度释放进气口4下侧的压力，降低上下两侧的压强差，防止防风雨通风减压装置10所在伞面（如伞面9等）向上翻起造成损坏。此时从出气口5排出的空气压力大于排气口正对的迎面风的压力，空气携带的雨水也无法通过出气口5进入。同时限位绳7能够防止出气口5因为空气流量过大或受到来自侧方风力的影响或受到摆动等影响发生倒伏等形变，从而保证出气口5的排气顺畅。
40.如图3、图4所示，本发明还公开了一种防风伞具，该防风伞具的伞面9的上表面设置有若干上述的防风雨通风减压装置10。
41.其中，防风雨通风减压装置10的底面1为伞面9的一部分或与伞面9重合，进气口4为伞面9上的开口，限位绳7的下端固定在防风雨通风减压装置10两侧的伞面9上。
42.防风雨通风减压装置10绕伞面9的中心圆周均匀分布，防风雨通风减压装置10的长度方向和伞面9的半径方向一致，且出气口5朝外布置。由于伞面9由中心向边缘为向下倾斜的弧形，所以防风雨通风减压装置10也沿伞面9的辐射方向向下倾斜。
43.伞面9上的防风雨通风减压装置10分布有若干圈，本实施例中具体分布有两圈，外圈的防风雨通风减压装置10与内圈的防风雨通风减压装置10在圆周方向上交错布置。且内圈的防风雨通风减压装置10个数少于外圈的防风雨通风减压装置10个数。
44.伞面9的边缘较之伞面9中央存在伞骨11密度小的结构性弱点，承压能力弱所以下面受力后易于向上翻折，因此沿伞布边缘部分布设密度较高的防风雨通风减压装置10，以
提高疏解释放压力的能力。靠近伞面9中央的位置由于伞骨11密度大其承压能力较强，且伞面9上用于布设防风雨通风减压装置10的空间变小，因此均匀布设较少的防风雨通风减压装置10。如此在伞面9上合理布设两圈防风雨通风减压装置10（如遇到折叠伞设计，布设则应避开折叠区域），可以均衡释放伞面9下侧的压力，防止伞面9翻折等不利情况的发生。
45.本发明的防风伞具在伞面9上表面布置有上述的防风雨通风减压装置10，当受到侧向风15时，形成的伯努利效应使得伞面9下侧的压强大于伞面9上侧的压强，通过防风雨通风减压装置10释放伞面9下侧的压力，防止伞面9向上翻起，避免了伞具的损坏，且不影响现有伞具的伞骨11结构。防风雨通风减压装置10为可折叠结构，不影响伞具的正常收叠。
46.防风雨通风减压装置10在伞面9上均匀布置，防风雨通风减压装置10的出气口5沿伞面9中心向外的半径方向朝向伞面9的边缘，防风雨通风减压装置10具有一个和同位置伞面9一致的向下的倾角，因此雨水自上而下移动时不会进入防风雨通风减压装置10。
47.因为在无风或风力较小条件下，防风雨通风减压装置10的出气5口保持关闭或部分打开状态，雨水不可能进入防风雨通风减压装置10，因此以下对于伞具不同位置相对侧面来风的描述仅限于在风力较大时，伞面下侧的空气对防风雨通风减压装置10的顶面3产生的压力足够大到将磁扣6打开，使得防风雨通风减压装置10的出气口5保持完全打开状态的情形。
48.如图3所示，对于伞具的迎风面12，防风雨通风减压装置10的出气口5保持完全打开时，由于防风雨通风减压装置10出气口5具有向下的倾角，出气口5和进气口4在伞面9上相互错位，且出气口5排出空气的压力大于迎面来风的压力，因此迎面来风携带的雨水不会进入进气口4。伞面9下侧的空气通过出气口5排出后，该局部区域由于释放压力会减轻或者消除伯努利效应产生的压力差，则伞面9下侧的空气对防风雨通风减压装置10顶面3产生的压力可能会小于迎面来风对其产生的压力，此时出气口5在压力作用下关闭，雨水也无法从出气口5进入。
49.如图5所示，对于伞具的侧风面13，当防风雨通风减压装置10出气口5完全打开后，其侧面2会受侧向风15力影响，但限位绳7能够固定出气口5的打开位置和形状，防止位于侧风面13的防风雨通风减压装置10发生倒伏，保持出气口5为打开状态，且侧向来风携带的雨水无法进入防风雨通风减压装置10的出气口5。
50.由于伞具的背风面14，防风雨通风减压装置10的走向、出气口5排气方向与风向一致，也不会出现雨水从出气口5进入或者影响防风雨通风减压装置10稳定性的情况。
51.当受到侧向风15产生伯努利效应时，本发明能够有效消除伞面9下侧的压力，防止伞面9的翻折，同时无论那个方向的防风雨通风减压装置10，由侧向风15携带的雨水都无法从出气口5进入伞面9的下侧。
52.在伞具上布置防风雨通风减压装置10时，不需要改变现有的伞具框架结构，只需对伞面9进行开口设计并固定连接防风雨通风减压装置10即可，完全可以使用现有的伞具生产加工设备和工艺。
53.本发明结构简单，兼具防风雨功能，且不影响伞具现有的框架结构，不过多增加生产的复杂性及成本，不影响伞具的收纳和携带便利性。
54.本实施例仅以较常用圆形伞具为例，实际防风雨通风减压装置10使用范围不限于常规的圆形伞具，也适用于顶部弧形或近似于弧形凸起的伞具、帐篷、简易支架类顶棚、遮
阳棚等户外用具。在本领域基于该技术所做若干形变与改进，均属于本发明的保护范围。